Capaciteit Condensator

Moderator: physicalattraction

Reageer
Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.594

Capaciteit Condensator

Een vlakkeplaat condensator is voor de helft gevuld met een diëlektricum .
De relatieve diëlektrische constante is
\(\epsilon_{r}\)
Wat is de formule voor het berekenen van de capaciteit van deze condensator?
geen flauw idee.
img061.jpg
img061.jpg (69.62 KiB) 564 keer bekeken
 

Re: Capaciteit Condensator

Mijn eerste indruk is deze condensator te beschouwen als twee condensatoren in serie, maar ik weet niet of dat hier mag...
 
Anders zou je Gauss kunnen proberen, dat werkt in zulke symmetrische gevallen bijna altijd.

Gebruikersavatar
Berichten: 649

Re: Capaciteit Condensator

De capaciteit wordt groter::  als het oppervlak groter wordt,  of als de afstand kleiner wordt, of als het dielectricum toeneemt.
 
dan is de formule niet moeilijk meer, C= Er * ( oppervlak/afstand )
Sinds de uitvinding van tijd, hebben we het niet meer, en kunnen we het ook niet meer vinden.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.594

Re: Capaciteit Condensator

Willem, wat bedoel je met Er ?

Gebruikersavatar
Berichten: 649

Re: Capaciteit Condensator

Ik zie nu dat ik je vraag niet helemaal goed gelezen hebt,
 
met Er bedoel ik de dielectrische constante , maar ik zie nu dat er twee dielectrische constanten zijn.
in dit geval dus twee stuks, 1 van lucht en 1 van een ander materiaal.
 
De formule blijft wel het zelfde, alhoewel ik nu niet meer weet hoe je de nieuwe dielectr. constante uitrekent
van twee verschillende materialen.
Sinds de uitvinding van tijd, hebben we het niet meer, en kunnen we het ook niet meer vinden.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.

Berichten: 12.262

Re: Capaciteit Condensator

Mijn eerste indruk is deze condensator te beschouwen als twee condensatoren in serie, maar ik weet niet of dat hier mag...
Voor zover ik weet mag dat best. Stel dat je een condensator met 1 dieelctricum wilt splitsen in 2 losse door er een (oneindig dun) laag je geleidend materiaal middenin te plaatsen: Dan krijg je 2 condensatoren in serie, met per stuk de halve werkspanning en de dubbele capaciteit (als gevolg van de plaat-afstand). In serie komt dat op precies hetzelfde neer als 2 losse condensatoren serieschakelen of de oorspronkelijke condensator zonder scheidingslaag behouden... afgezien van rand-effecten natuurlijk, maar ik neem aan dat het niet over dergelijke details gaat.
Victory through technology

Re: Capaciteit Condensator

Afgezien van randeffecten heb je op de grens van de twee diëlektrica overal het zelfde potentiaal (vanwege de symmetrie). Het tussen schuiven van een geleidende plaat zou wat dat betreft geen verschil mogen maken. Wat ik mij nog wel kan voorstellen is dat de geïnduceerde oppervlaktelading (dipool) op die grensplaat anders zal zijn dan de geïnduceerde oppervlaktelading die je in het onderste diëlektricum en de lucht er boven zult hebben. Vandaar mijn restje twijfel.

Berichten: 12.262

Re: Capaciteit Condensator

Ik denk dat het niets uitmaakt. Zou dat wel zo zijn dan zou je ook een andere capaciteit krijgen als je bijvoorbeeld dat dielectricum zou halveren en op iedere elektrode de helft zou aanbrengen (met lucht er tussen dus, 2 overgangen ipv 1).
Victory through technology

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 6.594

Re: Capaciteit Condensator

ik heb de tweede wet van Gauss toegepast om de capaciteit van deze condensator te berekenen.
\(\oint \vec{D} \cdot d\vec{S}=\sum Q_{vrij}\)
stel de elektrische veldsterkte in lucht op
\( E_{0}\)
stel de elektrische veldsterkte in diëlektricum op
\(E_{d}\)
stel dat geldt
\(\epsilon_{r}\)
voor lucht onder normale omstandigheden =1
\(D \cdot A=Q\)
\(D=\epsilon_{0} \cdot E_{0}\)
\(D=\epsilon_{0} \cdot \epsilon_{r} \cdot E_{d}\)
\(U=U_{1}+U_{2}\)
\(U_{1}=E_{0} \cdot \frac{d}{2} \)
\(U_{2}=E_{d} \cdot \frac{d}{2}\)
\(U=E_{0} \cdot \frac{d}{2}+\frac{E_{0}}{\epsilon_{r}} \cdot \frac{d}{2}\)
\(U=E_{0} \frac{d}{2} (1+\frac{1}{\epsilon_{r}} )\)
\(Q=\epsilon_{0} \cdot E_{0} \cdot A \)
\(C=\frac{Q}{U}=\frac{\epsilon_{0} \cdot E_{0} \cdot A}{E_{0} \cdot \frac{d}{2} \cdot \left( 1+\frac{1}{ \epsilon_{r}}\right)} \)
\(=\frac{2 \cdot \epsilon_{0} \cdot \epsilon_{r} \cdot A}{d \cdot (\epsilon_{r}+1)}\)
als ik de condensator beschouw als een serieschakeling van 2 condensatoren kom ik op dezelfde formule uit.
 
 

Gebruikersavatar
Berichten: 649

Re: Capaciteit Condensator

Ik kom via een andere weg ook hierop,
 
als je de dielectricums  A en B in serie beschouw, dan is de vervang dielectricum=  (A*B)/(A+B)
 
dat is hetzelfde als twee condensatoren in serie: waar ook weer dielectricum A en B
 
C totaal = (C*A)*(C*B) / ( (C*A) + (C*B ) ), als je dit uitwerkt, dan krijg je ook C totaal is afhankelijk van C(A*B) / C(A+B)
en kom je op het zelfde uit.
Sinds de uitvinding van tijd, hebben we het niet meer, en kunnen we het ook niet meer vinden.
En wie haast heeft moet langzamer lopen.

Reageer